飞来峡土坝基于强度储备有限元法的安全监控指标拟定

首次将强度储备有限元法的计算成果应用于安全监控.首先经二元二次多项式拟合得到坝体出现屈服区、屈服区初步形成滑坡体和坝坡失稳破坏三种状态时对应的坝顶水平位移与上下游水位的关系表达式.在此基础上考虑温度影响和时间效应,考虑引起坝体较大变形的各种不利工况并进行可能的组合,根据相应的有限元计算,结合以水平位移实测资料为基础的分析,建立了坝体发生破坏的三种状态对应的水平位移混合模型,拟定了对应的坝顶水平位移的安全监控指标,为枢纽工程安全运行提供了重要依据.     

飞来峡18#坝段坝顶水平位移安全

飞来峡水利枢纽是以防洪为主的大型水利工程，利用观测资料建立数学模型并确定安全监控指标，对于工程安全运行及防洪调度具有重要意义。叙述了混合模型建立的基本原理和方法。运用弹塑性理论，采用平面有限元计算模拟了蓄水过程，分析研究了飞来峡大坝18#坝段坝顶水平位移在各种可能水位组合情况下的变化规律，建立了坝顶水平位移与上下游水位的确定性关系模型，利用实测资料建立了该坝段坝顶水平位移的混合模型。经检验，模型质量较好。利用混合模型拟定了安全监控指标，并据此反演了该坝段混凝土弹性模量。所建立的安全监控指标和反演的坝体弹性模量可为枢纽工程安全运行及防洪调度提供重要依据。     

飞来峡社岗堤水平位移监控指标拟

针对飞来峡社岗堤的结构特点，采用平面有限元结合强度储备法分析研究了大坝特征点坝顶位移变形规律，得出在多种水位组合情况下大坝坝顶的水平位移，并用一元多次回归方法建立了坝顶水平位移与上游水位的关系模型，拟定了该坝段的水平位移安全监控指标。这些水平位移监控指标可供该坝段实际运行观测时参考，为监控大坝安全运行提供了重要依据。     

分区填筑标准对高心墙堆石坝坝体变形协调及安全性影响研究

基于分区填筑相对密度指标，研究了某300 m级高心墙堆石坝坝体变形协调及安全性。对大坝进行三维弹塑性固结有限元分析，从坝体变形协调、心墙应力拱效应、水力劈裂和坝顶裂缝等方面评价了大坝安全。结果表明，盲目提高各分区填筑标准并不能使坝体各分区变形协调，而适当降低过渡区填筑相对密度、提高堆石区填筑相对密度，可使坝体变形从心墙到堆石区平稳过渡，同时减弱过渡区对心墙的拱托作用，有利于抗水力劈裂安全。采用Leonards法和有限元应变法判断了坝顶裂缝的开展，认为堆石区填筑相对密度过低是坝顶产生横向裂缝的必要条件。根据计算结果，提出了最有利于大坝安全的理论最优填筑方案，并建议了经济最优方案。     

水平层缝和横缝对锦屏高拱坝破坏

结合锦屏高拱坝，采用三维非线性有限元方法，以累计自重和设计水压为基本荷载，研究水平层缝和横缝对高混凝土拱坝破坏机理的影响，着重分析比较完整无缝坝体、坝体只含有水平层缝、坝体同时存在水平层缝和横缝等三种状态下坝体的破坏机理。     

基于COMSOL的不同库水位条件下土石坝坝坡稳定性分析

由库水位变化引起的渗透破坏是造成土石坝失稳的主要原因之一,坝体滑坡极易诱发地质灾害,严重威胁人类生命财产安全。针对库水位上升对土石坝坝体滑坡的影响,以某均质土坝为研究背景,借助COMSOL Multiphysics数值软件研究坝坡临界失稳状态下的塑性区和水平位移变化,基于有限元强度折减法分析正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位3种工况下的坝坡稳定性。结果表明：随着库水位上升,土石坝内部浸润线位置提高,坝体的最大塑性应变和水平位移呈线性增大趋势,且最大值均出现在坝脚位置。坝脚处塑性区随折减系数SRF的增大逐渐向坝顶贯通,坝坡变形行为以剪切滑移为主。3种工况下稳定安全系数FOS分别为1.894、1.855和1.831,坝体稳定性不断降低,但均高于临界最小安全系数。     

水平层缝和模缝对锦屏高拱坝破坏机理研究

结合锦屏高拱坝,采用三维非线性有限元方法,以累计自重和设计水压为基本荷载,研究水平层缝和横缝对高混凝土拱坝破坏机理的影响,着重分析比较完整无缝坝体、坝体只含有水平层缝、坝体同时存在水平层缝和横缝等三种状态下坝体的破坏机理.     

旬阳董儿沟尾矿坝动静力稳定性对比分析研究

以旬阳董儿沟尾矿坝为研究对象,根据经验确定了初坝参数,试验测定了需对材料的动力静力参数,静力计算采用E-B模型,动力计算采用等效粘弹性本构,稳定性计算采用瑞典条分法。静力计算分析表明,尾矿坝在静力状态下是稳定的,且干滩长度越长,坝体越稳定。坝体在给定的地震力作用下,坝体的反应加速度的最大值都发生在坝体顶部,坝顶的水平向反应加速度无放大作用,竖向加速度反应均明显小于水平向加速度反应。结合实际条件尾矿坝坝坡液化的可能性很小,坝体不会发生液化。动力边坡稳定安全系数为1.26,表明动力作用下尾矿坝的边坡仍然是稳定的。     

堰塞坝漫顶破坏溃口深度变化数值模拟

漫顶破坏是堰塞坝的一种主要破坏形式,其本质是漫过坝顶的水流冲刷坝体,在坝体和坝顶形成溃口,随着坝体的冲蚀加剧溃口逐渐扩大,同时两侧土体发生间歇性失稳坍塌。建立在漫顶溃决的基础上,以土力学边坡稳定的理论为基本理论,模拟计算堰塞体溃口深度的数学模型。该模型应用于唐家山堰塞湖的实例分析,模拟结果与实测资料基本一致,进而验证了上述模型的可靠性。     

基于性能的重力坝设计指标选择

介绍了基于性能的设计方法的发展与应用,对重力坝性能指标进行了初步探索.对坝体裂缝与重力坝性能的关系进行了讨论,并分析认为裂缝是致使重力坝性能降低的主要因素与表现形式.介绍了三种性能指标,并对三种指标各自的优劣进行了探讨.基于上述分析,提出使用坝顶下游侧水平位移作为重力坝的性能指标,并结合实例对这一指标的合理性进行了详细探讨.最后,探究了位移性能指标的改进方式.     

CSG材料与土体材料联合筑坝仿真研究

近年来，CSG材料逐渐用于水利工程中，通过对CSG材料和土体材料组成复合坝的计算，给出了按荷载增量法计算复合坝体的有限元算法，根据多轴强度理论和可靠度理论定义了土体剪切破坏或拉伸破坏以及CSG材料强度破坏的安全系数，提出利用剪应变脊线判断土体材料的最大滑移面位置，进而求出抗滑稳定安全系数。利用CSG材料做成梯形断面，构成复合坝体的一部分，拉应力小，在施工和运行过程中应力分布变化不大，特别是在运行过程中坝体绝大部分处于三向受压状态，对于发挥脆性材料的抗压性能非常有利，同时也说明利用CSG材料和土体材料联合筑坝完全可行，复合坝型设计合理，材料运用科学，有广阔的发展前景。     

龙滩水电站左岸拐弯坝段动力结构

基于线弹性三维有限元法，采用振型分解反应谱法，对龙滩水电站左岸拐弯坝段设小机组进水口方案和取消小机组方案分别进行了动力计算分析，研究了该坝段的位移和应力分布规律。结果表明:两种方案下的位移变化规律一致，总位移最大值出现在坝顶的同一位置；坝体主要截面的坝踵处出现了较大的拉应力，坝趾处也出现了不常规的应力集中现象，但拉应力区域都很小；各截面的最大压应力都在混凝土抗压强度之内；该坝段满足抗震要求。     

两种本构模型的土石坝应力变形分析比较

分别利用邓肯-张模型与椭圆—抛物双屈服面模型对深厚覆盖层上的狮子坪心墙堆石坝进行了应力变形三维有限元计算,分析了两种本构模型应力变形计算结果的差异。结果表明,两种模型计算的坝体变形和应力分布规律基本一致,但也存在一些差异。双屈服面模型计算的坝体最大沉降比邓肯-张模型结果小2.2%。双屈服面模型计算的最大顺河向水平位移与最大竖向沉降之比为0.22,与已有多个工程监测资料比较接近,而邓肯-张模型结果则偏大,为0.37。采用心墙拱效应系数R来对心墙拱效应进行评价,结果显示邓肯-张模型计算的心墙拱效应更强烈。邓肯-张模型计算的上游坝壳小主应力降低更显著,但均未出现拉应力。     

猫儿岩拱坝结构计算分析

猫儿岩拱坝建于天然溶洞进口，结构呈不标准圆筒状，四周封闭，其正常蓄水位远高于坝顶高程，属超薄型拱坝。应用三维有限元法对该拱坝进行了结构计算和强度评估分析，结果表明各种工况下坝体各部位的压应力和拉应力值均低于规范规定的允许应力，所有的位移值都较小，具有优良的应力分布规律。     

百色水电站高边坡开挖模拟及稳定性分析

采用三给弹塑性有限元计算方法，对百色水电站进水口高边坡的分期施工进行了模拟，并对有无支护两种情况，分析了开挖过程中岩体的变形、应力有屈服状态，用降低材料强度储备的方法，根据边坡岩体单元的屈服连通程度、边坡周围的岩体单元的屈服率有关键部位的位移变化对高边坡的整体安全度进行了探讨。并对岩体材料参数的敏感性进行了研究。     

高面板堆石坝分期分区填筑高差对坝体变形影响研究

高面板堆石坝需采用分期分区的填筑方法，填筑高差的选取会对坝体变形产生一定影响。运用FLAC^3D对阿尔塔什面板堆石坝进行三维数值模拟，分析其在反抬高下游填筑形式下上下游填筑体高差为5、10、15、20、25、30 m时坝体的应力变形情况。结果表明：填筑高差越大坝体应力变形越大，也对面板的受力状态更为不利；填筑高差达到30 m时，坝体最大竖直沉降达84.8 cm，下游侧水平位移12.9 cm，最大主应力2.23 MPa，且下游特征点变形倾度达1.02%，超过临界变形倾度，可能发生剪切破坏。综合考虑，高面板堆石坝在设计填筑方案时，应十分注重上下游填筑高差的选择，建议高差小于30 m。     

深厚覆盖层上高心墙堆石坝坝顶开裂特征及原因研究

国内多座深厚覆盖层上兴建的高心墙土石坝坝顶均出现不同程度的开裂,对坝体的长期安全稳定构成威胁,受到业内广泛关注。通过地质雷达、高密度电法等物探技术确定某高心墙堆石坝顶裂缝时空分布情况,根据变形实测资料分析了其变形破坏特征,并结合工程建设情况、结构特征、运行情况等对开裂原因进行分析。结果表明坝顶裂缝产生的根本原因是土体承受的应力超过其抗拉强度或抗剪强度后而发生的破坏,直接原因为坝顶的不均匀沉降,其中水荷载、湿化变形、蓄水速度、坝顶材料特性是坝顶不均匀沉降的关键影响因素。     

SG材料与土体材料联合筑坝仿真

近年来，CSG材料逐渐用于水利工程中，通过对CSG材料和土体材料组成复合坝的计算，给出了按荷载增量法计算复合坝体的有限元算法，根据多轴强度理论和可靠度理论定义了土体剪切破坏或拉伸破坏以及CSG材料强度破坏的安全系数，提出利用剪应变脊线判断土体材料的最大滑移面位置，进而求出抗滑稳定安全系数，利用CSG材料做成梯形断面，构成复合坝体的一部分，拉应力小，在施工和运行过程中应力分布变化不大，特别是在运行过程中坝体绝大部分处于三向受压状态，对于发挥脆性材料的抗压性能非常有利，同时也说明利用CSG材料和土体材料联合筑坝完全可行，复合坝型设计合理，材料运用科学，有广阔的发展前景。     

北墅水库输水暗渠破坏原因分析及

由于工程老化，年久失修，北墅水库输水暗渠墙体多处发生位移破坏，严重影响工程的正常使用。通过对输水暗渠墙体破坏区受力状态的初步分析，找出了输水暗渠破坏原因，得出了破坏区墙体与拱座是分离的、直墙顶不承受拱荷载作用、在墙背回填料和较高外水压力作用墙体不满足抗倾安全要求而破坏的结论，提出了衬砌加固处理措施。     

基于变形倾度的高心墙堆石坝坝顶开裂影响因素分析

高心墙堆石坝因赋存环境复杂,载荷大、应力水平高,坝体安全受到广泛关注.实际工程中坝顶开裂现象时有发生,影响大坝的防渗和稳定,分析和研究影响坝顶开裂的相关因素对大坝设计和运行具有重要意义.基于此,通过对比典型大坝开裂前后坝顶变形倾度的变化规律,将变形倾度作为衡量指标进行了高心墙堆石坝坝顶开裂的影响因素分析.基于多座已建高...